屠宰废水处理工艺设计计算

屠宰废水处理工艺设计计算内容摘要：

艺， 水解酸化池内，大分子有机物被氧化分解为小分子有机物 ，为后续反应提供优质的底物 和可生化性 ， 不仅降低了一部分有机污染物，还 提高了好氧处理效果 和整个系统的抗冲击能力和稳定性。 水解酸化对于屠宰废水有机物预处理显得十分必要。 厌氧生物处理 厌氧生物处理 在现今得到了重视和广泛应用，处理高浓度工业废水取得不错收益 ，厌氧消化具有下列 特 点：无需搅拌和供氧， 能量 消耗少；能产生大量含甲烷的 沼气 ，是很好的能源物质， 产生良好的经济效益 ；可高浓度进水， 维持 高 污泥浓度 ；初次启动时间长； 温度 控制 要求较高；对毒物影响较敏感；遭破坏后，恢复 周期 较长 ； 剩余污泥稳定；投资费用低、管理简易，有广阔的应用前景。 桂林理工大学本科毕业设计论文 8 图 3 厌氧接触法处理工艺 （ 1） 普通厌氧消化池 普通厌氧消化池又称传统消化池，多用于大型 污水场脱水后的剩余污泥厌氧处理，也可用以处理高浓度有机废水、悬浮固体含量高和大颗粒 的有机废水、含 有难降解有机物的工业废水。 普通消化池 体积较大， 且 负荷较低，其根本原因在于固体停留时间 直接 等于水力停留时间。 为 了保证厌氧微生物于 厌氧反应器内得以生长繁殖， 污泥龄应该是甲烷菌世代时间的 2～ 3 倍， 为此 普通消化池在中温条件下的停留时间 应 为 20～ 30d，如果消 化池内不进行搅拌或 加热，停留时间甚至 可以 长达 30～ 90d。 但受限于温度控制，在中低温条件下，处理效率会大打折扣，因此不太适用于温度差别过大和土地要求占地高的区域。 （ 2） 厌氧序批式活性污泥系统 (ASBR) ASBR 是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺 ， 完整的运行周期与 SBR 工艺相似， 被誉为屠宰废水处理中很有发展前景 的工艺。 ASBR 工艺的主要优点有：构造简单，投资小；生物絮凝和固液分离效果 好；水头损失小，动力费用低；生化反应推动力大；可形成以甲烷把叠球菌为主体的球状颗粒污泥；对碱度需求量小，降低了运行费用。 （ 3） 高效厌氧反应器 近年来， 高效厌氧生物反应器 成为 研究 处理屠宰废水 的主要 方向。 通过强化传质和提高污泥浓度 后， 高效厌氧反应器可在短时间内 达到良好的处理效果，相比 传统厌氧消化池 ， 高效厌氧反应器 最大的优点 是 抗 负荷能力高、水力停留时间短、占地 面积 小。 目前用于 屠宰废水的工艺主要有：上流式厌氧污泥床 (UASB)、 厌氧折流床反应器 (ABR)、厌氧流化床 (AFB)、 厌氧滤池 (AF)、厌氧固定膜反应 器 (AFFR)、内循环反应器 (IC)等。 桂林理工大学本科毕业设计论文 9 其中 UASB 反应器结构紧凑、简单、负荷能力高， 水解大分子有机物效率， 因而广受青睐。 其反应原理为： 废水被 均匀的引入反应器的底部，污水向上通过 含有 颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。 厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程 中，所 产生的沼气 (主要是甲烷和二氧化碳 )于 内部的循环， 维持 颗粒污泥的形成。 在污泥层形成的 气体附着在污泥颗粒上， 被 附着和没有附着的气体 升向反应器顶部。 上升到表面的污泥 通过 撞击三相反应器气体发射器底部，引起附着气泡污泥絮体脱气。 气泡释放后污泥颗粒 会 沉淀到污泥床的表面 ， 被 附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器 集气室内。 置于 单元缝隙之下 气体发射器 的 挡板作用 是 防止沼气气泡进入沉淀区， 以免 引起沉淀区的絮动，阻碍颗粒沉淀。 包含 部分 剩余固体和污泥颗粒 液体经过分离器缝隙进入沉淀区。 由于分离器的斜壁沉淀区 过流面积在 越 接近水面 会 增加，因此上升流速 在 接近排放点 时 降低。 流速降低污泥絮体 可以 在沉淀 区 絮凝和沉淀 ， 累积在三相分离器上的污泥絮体一定程度上超过 维持 在斜壁上的摩擦力， 将会 滑回反应区，这部分污泥又 与进水有机物发生反应。 图四 UASB 反应器示意图 生物好氧反应 工艺流程 目前， 研究屠宰废水处理的工艺很多，也被广泛运用于实践中。 而水解酸化 + SBR法 的生物处理法在屠宰废水中的应用也是 成熟的， 水解酸化制造一个厌氧条件 ， 一高废水进入 SBR 池的可生化性。 因此，本设计 拟 采用 水解酸化 + SBR 反应池的生物处理工艺。 桂林理工大学本科毕业设计论文 10 第 2 章 工程概况、设计 规范 、工艺流程 本工程概况 城市现状 寿光六和屠宰厂生产过程中所产生的屠宰废水有机物以及 氨 氮含量较高 ， 如不经处理直接排放，将 对附近 水体 造成严重污染。 为此， 作为该项目投产的配套设施，须新 建一 屠宰废水处理设施。 该厂以 畜 类屠宰加工 为主， 经处理后废水水质须达到 《 肉类加工工业水污染物排放标准 》（ GB 1345792） 中表 2新建企业水污染物一级标准排放限值所要求。 自然条件资料 气象资料： 气候温和，年平均气温 ℃ ，最高月平均气温为 26℃ ，极端最高气温为 41℃ ，最低 ℃。 常年主导风向为 南 风，夏季平均风速为 3m/s， 冬季平均风速为。 水文资料： 废水经处理后排入附近的河流，河流的历史最高洪水位为 （黄海标高，下同）， 20 年一遇的洪水位为 ， 95%保证率的枯水位为 ，常水位；多年平均流量 ；平均流速 ；平均水温 25℃。 地质资料： 废水处理厂地面标高经平整后标高为 ；地基承载力为 300400KPa；地下水位在地面以下 57m；地震烈度小于 5度。 设计 原则 、范围与 规范 设计原则 (1) 根据 屠宰废水 特点，选择 较合适、成熟的 工艺路线， 既要求 做到技术可靠 保证出水达标排放，出水稳定， 又需 设备简单、操作 简便 、易于 日常维护管理，能耗尽可能低。 (2) 在保证处理 后出水达标的 前提下，充分考虑 土地需求 ，尽量 的 减少占地面积，减轻 基建投资 压力。 设计 平面布置 图纸 时，布局力求合理、 顺 畅、美观， 符合 工程建设标准。 (3) 具 备 一定的自动 化控制 水平， 同时 兼顾经济 平衡 合理性。 (4) 建设 整个 工艺 系统时 ，做到 施工方便 ， 工期 尽量 短。 桂林理工大学本科毕业设计论文 11 设计范围 根据 对 屠宰 废水特点 的分析 和处理出水水质要求 进行初步设计 ， 经论证 选择 技术上可行、经济上合理的处理方案，然后确定具体的、符合实际的 工艺流程。 对所选 流程 中的 主要构筑物进行 工艺计算， 主要设备进行选型。 根据任务书要求，进行合理的平面布置。 确定 自动控制及监测 方案，进行初步的技术经济分析 ，包括 工程投资和人员编制、成本分析 等，附必要的图纸。 设计 参考规范 1.《肉类加工业污染物排放标准》 (GB13457－ 1992)中的一级 排放 标准 2.《环境保护法》和《水污染防治法》 3.《室外排水设计规范》（ GBJ1487） 4.《给水排水手册》 5.《环境噪声标准》（ GB509693） 方案确定 设计水质水量 根据所给 设计任务书中给定流量 Q = 2020 m3/d，处理 出水 水质执行《 肉类加工业污染物 排放标准》 (GB13457－ 1992)中一类标准。 表 2 进水水 质及排放标准 水质指标 COD (mg∕L ） BOD （ mg∕L ） SS （ mg∕L ） 动植物油 （ mg∕L ） NH3N （ mg /L） pH 值 进水水质 15002020 8001200 8001500 4060 100120 6～ 9 出水水质 ≤ 100 ≤ 30 ≤ 70 ≤ 20 ≤ 15 6～ 9 废水处理 方案 的确定 屠宰 废水中的 BOD， COD 值较高， 且 废水中的 BOD/COD = ＞ ， 可生化性良好，有利于进行生物处理。 同时介于较高的 SS 浓度，需要在在 生物 之前进行 物化处理，化学处理工艺成熟，处理效率 也 高。 同时，运行费用、 处理成本低。 由于屠宰牲猪量的不可预见性，导致屠宰废水水量污染物的波动较大；屠宰废水为间歇产生废水；要求污水处理设备占地小，运行管理成本有限性等因素，经过各种工艺比较选择，本设计选定处理工艺为 SBR 工艺。 该工艺符合条件要求，且 处理效率高，占桂林理工大学本科毕业设计论文 12 地 少 ， 投资省， 运行灵活，污泥 性能良好，出水水质可达标。 最主要的 是 SBR 法 具备 脱氮 功能 ， 完全可以满足 该工艺 脱 氮的 需求。 水解酸化 — SBR 工艺处理屠宰废水，具有工艺简易、处理流程短、操作简便、投资省、 运行费用低 等 特 点，适合于小型 企业屠宰废水处理。 本工艺对废水水量及有机负荷冲击均具备 较好的缓冲能力， 依据设计 处理程序运行， 基本 无污泥膨胀现象发生，系统工作稳定。 综上所述 ， 本 设计 针对屠宰废水 处理 ，工艺选择为 水解酸化 — SBR（厌氧 — 好氧相结合）工艺， 既能满足出水水质达标，又尽可能的减少了 投资， 降低 运行费用。 工艺流程的确定 主 要 工艺为水解酸化 — SBR 工艺。 具体设计工艺为：一级处理取用粗格栅，原污水经粗 格栅处理后 只是格挡了大体积的漂浮物 ， 之后经过提升泵房提升至细格栅，进一步阻隔大体积悬浮物；一级半处理采用平 流沉砂池，初步去除大颗粒悬浮有机污染物，且平流沉砂池也起到调节水量的作用，为后续处理提供了稳定性。 在实际运行过程中，废水中 可能会产生 大量浮渣， 需要设置表面刮渣机定期刮渣收集 ， 沉淀的污泥中也含油大量有机物，需要进行分选；之后设置气浮池，采用加压溶气气浮法 进行清除废水中的 SS，SS 需要达到出水水质要求，气浮池的去油能力也优于一般隔油池，经气浮池出水动植物油达标。 SBR 反应池主要用于降解有机物， 出水要求 BOD 和 COD 达标，是整个处理工艺的核心。 SBR 运行方式灵活， 通过调整，可以降解 掉 部分难降解有机物，是处理屠宰 肉类加工废水 的常规 工艺， 由于该设计进水氨氮浓度较高，需要脱氮处理，好氧、缺氧回流。 SBR 法 是在一个反应池内完成进水、生物降解、硝化和 反硝化脱氮、重力沉淀分离 、出水等过程， 基本工序分五步完成，即进水、反应、沉淀、排水和闲置 5。 每个 SBR 池需要设置曝气系统、滗水系统和剩余污泥排出系统。 按 实际处理最大水量 设计 2座 SBR 反应池交替运行。 据 SBR 脱氮要求的模拟实验，强化脱氮措施，确定了屠宰加工 废水生物脱氮的最佳运营模式：进水 — 曝气（ 8 h） 厌氧搅拌（ 1 h）（添加碳源） 后段微曝气（ h）沉淀（ 1 h） 出水（ h） 闲置，总运行周期为 11 小时。 进水阶段采用限制或班限制性曝气方式。 COD 需达标，前段曝气 4 小时即可，而氨氮需要在曝气 6小时后出水才能达标，为了让反硝化进行的更为彻底，曝气时间提高到 8 小时。 厌氧搅拌，使反硝化进程较快，外加碳源对反硝化处理结果有影响，宜采用甲醇。 实际运行周期 根据水质情况反应时间可灵活调整， 在保证脱氮前提下，适当 减少曝桂林理工大学本科毕业设计论文 13 气 时间， 可以 降低运行成本。 曝气系统采用罗茨鼓风机，滗 水系统选 用旋转式滗 水器，剩余污泥排放至污泥浓缩池。 消毒池采用 二氧化氯 消毒 试 剂， 经济环保。 二氧化氯 消毒剂具有强氧化性、脱色、除臭和 杀菌消毒 作用 ，对 屠宰废水 有机污染物有一定的氧化作用。 药剂 投加量 约为 2 mg/L～ 3 mg/L。 SBR 反应池 和 水解酸化池污泥定期排向 污泥浓缩池， 污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池， 浓缩 后的污泥运往脱水车间进行污泥脱水后外运。 沉砂池浮渣 进行分选洗砂后与气浮池浮渣一同运往污泥干化车间 ，在设计中， 尽量不使用或少用提升设备，多采用重力流向，降低能耗。 具体工艺流程图见图 ： 图 5 工艺流程图 流程说明： 屠宰废水 首先经 过 粗 格栅， 初步阻隔 水中大量的猪毛，内脏碎块等大块杂物，如不及时清除 去除 会造成后续 狗处理工艺 的堵塞。 粗格栅之后经过提升泵房提升至细格栅处理区，再次拦截大体积漂浮物，定期清渣。 废水经过 细 格栅，进入 平流沉砂池 ， 通过重力沉淀去除部分悬浮物 ， 同时起到调节水量的作用。 之后通向气浮池 ，主要去除废水中的 油脂和悬浮物 ， 经过气浮池后油脂和 SS 均需达标。 之后进入水 解酸化池，利用 产酸菌 和 水解 的反应，将难降解 的大分子 有机物 ， 如血红素分解成小分子可降解 有机物 ， 去除部分有机物后并 提高可生化性，降低了后续好氧 工艺 的土建造价和能耗。 水解酸化 池出水 直接进入 SBR 反应池 ， 周期反应为 进水、反应、沉淀、排水 、闲置 依次在同一 池里进行 ， 两个 SBR 反应池交替运行。 SBR 池中脱除 BOD 和 COD，同时兼顾脱氮 ， 出水达标桂林理工大学本科毕业设计论文 14 流入 消毒池，投加 二氧化氯 消毒剂，约停留 30min，之后 排放。